18650 Lithium - Pakiet akumulatorów jonowych i DIY

Wymagane części:

1. 18650Gearbest / Amazonka )

2. BMS (Banggood / Amazonka)

3. Ni paski (Banggood / Amazonka )

4. Wskaźnik poziomu baterii (Banggood )

5. Przełącznik wahacza (Alixpress / Banggood )

6. DC Jack (Banggood /Alixpress )

7. 18650 uchwyt baterii (Banggood )

8. 3 m x 10 mm śruby (Banggood / Alixpress )

Używane narzędzia

1. Spawacz punktowy (Banggood /Amazonka)

2. 3 D (Creality CR10S )

2. Stripping/ nóż (nożaAmazonka )

3. Dmuchawa gorącego powietrza (Gearbest )

3. Multimetr (Amazonka)

5. Li jonowa ładowarka (Gearbest )

Sprzęt bezpieczeństwa:

1. Bezpieczeństwo Google (Amazonka )

2. Rękawiczki elektryczne (Amazonka)

Na rynku znajdziesz wiele rodzajów komórek 18650 w przedziale cenowym od 1 do 10 USD, ale które są najlepsze? Gorąco polecam kupowanie 18650 komórek od markowych firm, takich jakPanasonic , SAMSUNG, SanyoILG. Te komórki, które mają dobrze udokumentowane charakterystykę wydajności i doskonałą kontrolę jakości. Renomowana marka komórek 18650 są ogólnie kosztowne, ale jeśli weźmiesz pod uwagę długi czas, warto je mieć.

Nie kupuj żadnych komórek ze słowem ognia w imieniu takim jak Ultrafire, FureFire i Trustfire. W rzeczywistości komórki te są po prostu fabrycznie odrzucającymi, zakupione przez firmy takie jak Ultrafire i przepakowane we własnej markowej osłonie. Wiele używanych akumulatorów jest ponownie owinięte jako nowe i białe -. Sprzedają akumulator, oznaczając pojemność do 5000 mA. Kolejnym poważnym problemem z tymi tanimi komórkami 18650 jest wysokie ryzyko wybuchu po przegrzaniu podczas ładowania lub rozładowania.

W tym projekcie użyłem zielonych komórek Panasonic 18650B o pojemności 3400 mAh zGearbest.

Aby zrobić pakiet akumulatora, musisz podłączyć ogniwo 18650 razem za pomocą pasków niklu lub grubych drutów. Zdecydowanie paski nikiel są do tego powszechnie używane. Zasadniczo na rynku dostępne są dwa rodzaje pasków niklu: nikiel - stalowe paski i czyste paski nikiel. Zasugeruję zakup czystego niklu. Jest nieco bardziej kosztowny niż stal plastrowana nikiel, ale ma znacznie niższy opór. Niska oporność oznacza, mniej wytwarzania ciepła podczas ładowania i rozładowywania, co prowadzi do dłuższej przydatnej żywotności baterii.

Paski nikiel są wyposażone w inny wymiar i długość. Wykorzystaj paski zgodnie z bieżącą oceną.

Masz dwie opcje dwie połącz komórki 18650 razem: 1. Sup lut 2. Spawanie punktowe

Najlepszym wyborem jest zawsze spawanie punktowe, ale Spawacz Spot jest o wiele bardziej kosztowny niż dobra jakość lutownicza.

Lutowanie:

Powinieneś wiedzieć, dlaczego spawanie punktowe jest preferowane przed lutowaniem, problem z lutowaniem polega na tym, że stosujesz dużo ciepła do komórki i nie rozprasza się ono bardzo szybko. Zwiększa to reakcję chemiczną w komórce, która uszkadza wydajność komórki. Ostatecznie stracisz trochę pojemności i życia komórek.

Ale jeśli nie chcesz kupić kosztownego spawacza, możesz przylutować zakładki niklu do komórki, postępując zgodnie z pewnymi środkami ostrożności i sztuczek:

1. Aby zminimalizować czas kontaktowy lutowniczego żelaza na komórce, upewnij się, że powierzchnia jest wystarczająco wstrząśnięta i używasz mnóstwa strumienia, aby umożliwić szybki przepływ lutowania.

2. Lepiej jest mieć żelazko o wysokiej jakości (min 80 W) o dobrej pojemności termicznej, aby szybko dostarczyć ciepło do złącza, aby nie trzeba trzymać żelaza do baterii przez wieki i pozwolić, aby ciepło wnikało się w niego, powodując uszkodzenie akumulatora.

Spawanie punktowe:

Powód, dla którego dostrzegamy spawanie, ponieważ jest ono bezpiecznie łączą się z komórkami bez dodawania do nich dużo ciepła. Istnieją dwa stopnie spawaczy punktowych obecnie na rynku: ocena hobby i klasa zawodowa. Przyzwoita spawacz na hobby na klasy kosztuje około 200 do 300 USD, gdzie jako dobra klasa profesjonalna może kosztować około dziesięć razy dziesięć razy. Więc zasugeruję, aby spawacz hobby w dowolnym sklepie internetowym, takim jak: Banggood, Alixpress lub eBay. UżywamSunkko 709a 1,9 kW Spawaczaz Banggood.

Przed podłączeniem komórek równolegle, najpierw sprawdź poszczególne napięcia komórkowe. W celu równoległego do komórek napięcie każdej komórki powinno być blisko siebie, w przeciwnym razie duża ilość prądu będzie płynąć z komórki o wyższym napięciu do komórki o niższym napięciu. Może to uszkodzić komórki, a nawet powodować pożar w rzadkich przypadkach.

Jeśli używasz zupełnie nowych komórek, napięcie komórek jest blisko 3,5 V do 3,7 V, możesz dołączyć do nich, nie martwiąc się zbytnio. Ale jeśli zamierzasz użyć starej baterii laptopa, upewnij się, że napięcie ogniw jest prawie takie same, inne mądre ładują ogniwa do tego samego poziomu napięcia za pomocą dobrej ładowarki akumulatorNitecore SC4 ChargerAby naładować wszystkie komórki 18650 przed połączeniem ich razem.

Aby zrobić pakiet akumulatora, musisz najpierw sfinalizować napięcie nominalne i pojemność pakietu. Będzie ono w okresie Volt, MAH/ AH lub WH. Musisz podłączyć komórki równolegle, aby osiągnąć pożądaną pojemność (MAH) i połączyć taką równoległą grupę szeregową, aby osiągnąć napięcie nominalne (Volt).

W tym projekcie niech wymog się wynosi:11.1 V i 17 AH Bateria

Zastosowano specyfikację komórek 18650:3,7 V i 3400 mah

Pojemność (MAH):

Pożądana pojemność pakietu baterii=17 AH lub 17000 mah.

Pojemność każdej komórki=3400 mah

Brak komórek wymaganych do połączenia równoległego=17000 / 3400=5 nos

Powszechnie komórki równolegle są skrócone w okresie „P”, więc pakiet ten będzie znany jako „pakiet 5p”. Gdy 5 komórek jest połączonych równolegle, wykonałeś pojedynczą komórkę o wyższej pojemności (tj. 4.2V, 17000 mAH)

Napięcie (wolt):

Pożądane nominalne napięcie akumulatora wynosi 11,1 V.

Nominalne napięcie każdej komórki=3.7 v

Brak komórek wymaganych do połączenia szeregowego=11.1 /3.7=3 nos

Powszechnie komórki w szeregu są skrócone w okresie „S”, więc ta paczka będzie znana jako „pakiet 3S”.

Musimy więc podłączyć 3 równoległe grupy (5 ogniw w każdej grupie) w szeregu, aby zapakować akumulator.

Konfiguracja pakietu końcowego jest oznaczona jako „pakiet 3S5P” z ostateczną specyfikacją 11,1 V, 17AH.

Z poprzedniego kroku jasne jest, że nasz pakiet akumulatora składa się z 3 równoległych grup połączonych szeregowo (3 x 3,7 V=11.1 V) i każda grupa równoległa ma 5 ogniw (3400 mAH x 5=17000 mah). Teraz musimy odpowiednio ułożyć 15 komórek, aby wykonać połączenie elektryczne i z płytą BMS.

Umieść pierwszą równoległą grupę komórek (5 nos) dodatnich stron w górę, a następnie umieść drugą równoległą grupę ujemną w górę, a następnie wreszcie ostatnia równoległa grupa dodatnia w górę. Na lepsze stałe można zobaczyć powyższe zdjęcie.

Możesz złożyć ogniwa, aby zrobić opakowanie za pomocą gorącego kleju lub przy użyciu plastikowego uchwytu na akumulator 18650. Używam uchwytów/przekładek komórek plastikowych 18650 do montażu 15 ogniw.

1. Możesz wykonać niestandardowy pakiet dowolnego rozmiaru zgodnie z wymaganiami. To jak rozwiązanie zagadki.

2. Zapewnia przestrzeń między ogniwami, które pozwalają łatwo przejść świeże powietrze, a bateria łatwo się schłodzić.

3. To sprawia, że ​​pakiet baterii jest solidny i niezawodny.

4. Zapewnia bezpieczeństwo wibrację do pakietu baterii

Teraz nadszedł czas, aby poznać procedurę korzystania z spawacza punktowego (mówię oSpawacz punktowyże użyłem w tym projekcie). Spawacz punktowy ma trzy opcje spawania: stałą głowicę spawalniczą, stałą głowicę spawalniczą z przełącznikiem stóp, ruchomy długopis spawania z przełącznikiem stopy. Wolę użyć drugiej opcji. Przed spawaniem musisz przygotować paski niklu i spawanie.

Pokrój paski niklu:

Połóż pasek niklu na 5 komórkach (równolegle), zapewniając, że obejmuje on wszystkie zaciski komórkowe, pozostaw 10 mm nadmiarowe paski do podłączenia go do BMS, a następnie pokrój. W połączeniu z serią przecięto małe paski niklu, jak pokazano na rysunku. Będziesz potrzebował czterech długich pasków do równoległego połączenia i 10 małych pasków dla serii.

Podłącz pierwszy równoległy terminal ujemny grupy z dodatnim zaciskiem drugiej grupy, a następnie ujemny terminal drugiej grupy z dodatnim terminalem trzeciej grupy.

Spawaj pasy baterii:

Ten spawarka może być używana do sporzenia czystego niklu, a także stalowych pasków niklu. Musisz dostosować impuls spawaczy i pokrętło prądu zgodnie z grubością pasków niklu.

W przypadku pasków niklu 0,15 mm naciśnij gałkę pulsową 4P i gałkę prądu do 4-5. Podobno dla paska niklu 0,2 mm, naciśnij pokrętło pulsowe 4p, 6p i gałkę prądu do 7-8. Z pewnością pióro spawania jest sprężone paskiem niklu i zacisku akumulatora, a następnie naciśnij niewielki isąd iskry.

Udane spawanie:

Możesz sprawdzić jakość spoiny, ciągnąc pasek niklu. Jeśli nie zniknie z ciśnieniem dłoni lub wymaga dużej siły, to jest to dobra spawa. Jeśli możesz go łatwo oderwać, musisz zwiększyć prąd.

Bezpieczeństwo :Przed rozpoczęciem spawania punktowego zawsze noś gogle bezpieczeństwa.

System zarządzania akumulatorami (BMS) to każdy system elektroniczny, który zarządza pakietem akumulatorów litowych AA, a głównymi funkcjami są

1. Monitoruje wszystkie grupy równoległe w pakiecie baterii i odłącz je od źródła zasilania wejściowego po całkowitym naładowaniu (blisko 4,2 V)

2. Równoważyć wszystkie napięcie komórek

3. Nie pozwala na rozładowanie paczki z ponad -.

Dwa ważne parametry wymagane do zakupu BMS to: i) Liczba komórek w szeregu - jak 2s / 3s / 4s

ii). Maksymalny prąd rozładowania - jak 10A /20A /25A /30A

Do tego projektu użyłemBoard 3S i 25A BMS. To są specyfikacje tego BMS:

Zakres napięcia: 4,25 ~ 4,35 V ± 0,05 V

Zakres napięcia rozładowania: 2,3 ~ 3,0 V ± 0,05 V

Maksymalny prąd roboczy: 0 ~ 25a

Temperatura pracy: -40 stopnia ~ +50

Jak się połączyć?

Podłącz BMS, jak pokazano na schemacie okablowania. BMS mają cztery podkładki lutownicze: B -, B1, B2 i B +. Musisz podłączyć pierwszą równoległą grupę ujemną zaciskową do B -}} Podobnie trzecia równoległa grupa ujemna ujemna magistral do B2 i dodatniej magistrali terminalu do B +.

Możesz spawać paski niklu do BMS lub lutować go na PCB Pad. Preferowałem do lutowania pasków niklu do PCB w celu uzyskania solidnego połączenia. Po raz pierwszy zastosuj strumień lutowania do pCB i końca pasków niklu. Po tym, jak wszystkie podkładki, nałożając niewielką ilość lutowania, a następnie przywoływać je razem.

Kredyt:Schemat okablowania jest pobierany ze strony produktu Banggood.

Pakiet akumulatora ma wokół odsłoniętych pasków niklu, aby uniknąć przypadkowego zwarcia, zaprojektowałem dla niego obudowę. Użyłem Autodesk Fusion 360 do zaprojektowania obudowy mojego pakietu baterii. Obudowa ma dwie części: główne korpus i górna pokrywka. Możesz pobrać pliki .stl zRzeczy.

Użyłem mojegoCreality CR-10sDrukarka 3D i 1,75 mm zielonego filamentu PLA do wydrukowania części. Wydrukowanie głównego ciała i około 1,2 godziny, zajęło mi około 6,5 godziny, a wydrukowanie górnej pokrywki.

Moje ustawienia to:

Prędkość wydruku: warstwa 70 mm/s

Wysokość: 0,3

Gęstość wypełnienia: 100%

Temperatura wytłaczania: 205 stopni

Temperatura łóżka: 65 stopni

Zwykle standardowy bateria ma tylko dwa zaciski do podłączania obciążenia i naładowania baterii. Od tego, od tego dodałem wskaźnik poziomu baterii, aby zobaczyć poziom akumulatora, gdy kiedykolwiek jest to wymagane. Użyłem wskaźnika 5 mm DC (12 V/3A) do wejścia/wyjścia, moduł wskaźnika poziomu baterii 3s, aby zobaczyć status baterii i przełączanie baterii do włączenia/wyłączonego poziomu baterii.

Przejdźmy teraz do okablowania komponentów. Przygotowałem ten prosty schemat okablowania dla wszystkich komponentów. To całkiem proste! Aby izolować części przewodzące, użyłem rurki kurczącej ciepła.

Notatka :Nie lutuj przewodów (P+ i P -) do BMS przed zainstalowaniem komponentów w obudowie.

Najpierw zainstaluj komponenty w odpowiednich szczelinach w obudowie drukowanej 3D. Możesz zobaczyć powyższe zdjęcie.

Połącz dodatni (czerwony drut) z podnośnika DC i przełącznika rockera na P+ BMS, negatywne przewody z podnośnika DC i wskaźnika poziomu baterii do P - BMS.

Następnie nałóż gorący klej u podstawy komory baterii, a następnie zabezpiecz pakiet akumulatora, więc będzie on mocno pomieścić i zapobiega utraty połączeń z przewodem.

Na koniec zepsuć górne pokrywki na miejscu! Do zabezpieczenia pokrywki użyłem śrub 3M x 10. Teraz pakiet akumulatora jest gotowy do użycia.

Ładowanie pakietu baterii:

Możesz naładować pakiet baterii za pomocą adaptera 12,6 VTen. Mam nadzieję, że podobało Ci się czytanie o moim projekcie tak samo, jak mi się podobało. Jeśli zastanawiasz się nad stworzeniem własnego, zachęcam cię do tego, nauczysz się dużo. Jeśli masz jakieś sugestie dotyczące ulepszeń, skomentuj to poniżej.